EP2558781A1 - Drallerzeuger für einen brenner - Google Patents

Drallerzeuger für einen brenner

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EP2558781A1
EP2558781A1 EP11711807A EP11711807A EP2558781A1 EP 2558781 A1 EP2558781 A1 EP 2558781A1 EP 11711807 A EP11711807 A EP 11711807A EP 11711807 A EP11711807 A EP 11711807A EP 2558781 A1 EP2558781 A1 EP 2558781A1
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EP
European Patent Office
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swirl
hub
swirl generator
burner
bearing
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EP11711807A
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English (en)
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EP2558781B1 (de
Inventor
Karsten Jordan
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes

Definitions

  • Swirl generator for a burner The invention relates to a swirl generator, in particular for a burner in a gas turbine.
  • the invention further relates to a burner and a gas turbine.
  • the burner 0,276,696 Bl described in EP is a hybrid ⁇ burners for premix operation with gas and / or oil, as applied to the ⁇ particular for gas turbine plants.
  • the burner comprises a central fuel supply arrangement, in which also a pilot burner system is integrated, which is operable with gas and / or oil as a so-called diffusion burner or as a separate premix burner.
  • a pilot burner system is integrated, which is operable with gas and / or oil as a so-called diffusion burner or as a separate premix burner.
  • the central fuel supply arrangement is surrounded by a main burner system, which has an air supply annular channel system with therein a swirl blading with a plurality of blades and nozzle pipes arranged upstream of the blades for premixing with gas on ⁇ .
  • inlet nozzles for oil in the area of the swirl vanes are present in the fuel supply arrangement, which allow premixing of the main air flow with oil.
  • the fuel gas can also be injected through arranged in the swirl blades nozzle openings in the air duct, as described for example in EP 0 580 683 Bl.
  • a further gas injection be used by the vane to a gas injection through the blade as described in EP 0580683 Bl addition.
  • the object of the invention is to provide a swirl generator with improved storage for swirl blades. According to the invention this object is achieved by the Vorrich ⁇ processing according to claim 1. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.
  • the floating bearing has a crowned bearing surface instead of a cylindrical, the following is achieved:
  • spherical bearing surfaces allow a tilt in the bearing on the outside of the swirl generator without increasing the bearing clearance.
  • the movable bearing is arranged in the outer boundary wall. If the blades are connected to the hub via a fixed bearing, fuel can be supplied to the supply channels in the blades centrally via distribution channels in the hub in order to inject fuel into the airflow via outlet nozzles in the supply channels.
  • an inner part of the floating bearing on the spherical bearing surface and an outer part of the movable bearing a zy ⁇ - cylindrical bearing surface.
  • the radius of the spherical bearing surface is interpreted according to the pivot point of the tilt, it may be advantageous if the spherical bearing surface is spherical ⁇ shaped.
  • the radius can also vary as long as jamming in the floating bearing is excluded, expediently, the radius of the spherical bearing surface is equal to or greater than half a diameter of the outer part of the floating bearing.
  • the inner part is formed by the surface of a blade nut, which can be screwed to the swirl blade.
  • the swirl vane comprises a first and a second fuel channel, which can better control the emissions compared to a single fuel channel and further increase the combustion stability.
  • the swirl blade by means formed as cylindrical hollow elements sliding seats, within which the fuel channels extend, is connected to the hub, so that the fuel channels with gas distributor ⁇ channels of the hub are in flow communication.
  • such a swirl generator is seen in a burner before.
  • the burner is further provided in a gas turbine.
  • FIG. 1 shows the burner according to the invention in a highly schematic schematic diagram
  • FIG. 2 shows a side view of a gas turbine premix burner and in particular of the swirl generator
  • FIG. 3 shows a top view of a gas turbine premix burner and in particular of the swirl generator
  • FIG. 4 shows a section through a swirl generator of a gas turbine premix burner with swirl blade and egg ⁇ nem arranged in the swirl vane Brennstoffka ⁇ nal and floating bearing according to the prior art
  • Figure 5 shows a section through a swirl generator according to the invention with plain bearing with one side spherical bearing surface.
  • FIG. 1 shows, schematically and by way of example, the burner 2 according to the invention in a highly schematized schematic diagram on the basis of which the concept underlying the burner 2 is described.
  • the burner 2 according to the invention which can optionally be used in conjunction with a plurality of similar burners, for example in the combustion chamber of a gas turbine plant, comprises an inner pilot burner system and a main burner system concentrically surrounding the pilot burner system. Both the pilot burner system and the main burner system may optionally be operated with gaseous and / or liquid fuels, such as natural gas or fuel oil.
  • the pilot burner system includes an internal oil supply passage
  • the pilot burner system has a combustion chamber 17 facing the outlet opening 18, in whose area a swirl blading 19 in the air supply channel angeord ⁇ net is. Gas can be injected from the inner gas supply channel 15 in the area of the swirl blading or upstream of the swirl blading into the air supply channel 16 by means of nozzle openings 20. Oil from the oil supply channel can be injected by means of oil nozzles 21 downstream of the swirl blading into the supplied air or the supplied inert material.
  • the task of the pilot burner system is to maintain the Bren ⁇ ner in a stable combustion operation, since this is usually operated with a prone to instability lean mixture.
  • the pilot burner system can be operated in a conventional manner with oil and / or gas as a diffusion burner, in which the fuel is injected directly into the flame.
  • the main burner system surrounding the pilot burner system comprises a radial outer air supply channel 22, also annular called air channel through which a plurality of swirl vanes 5 extend a swirl blading.
  • These swirl vanes 5 have first gas nozzles 23 and second gas nozzles 24, through which fuel gas can be injected into the air flowing in through the radial air supply duct 22.
  • Air supply duct 22 flowing air can be injected by means of oil nozzles 25 to ⁇ the oil.
  • oil nozzles 25 to ⁇ the oil.
  • the first gas nozzles 23 and second gas nozzles 24 located in the swirl blades 5 and the oil nozzles 25 are supplied with fuel via a radially inner fuel supply arrangement, the so-called hub 3.
  • first and second annular gas distribution channels 26 and 27 are angeord ⁇ net, which supply the gas nozzles 23 and 24 with gas.
  • an annular oil distribution channel 28 is arranged ⁇ , which supplies the oil nozzles 25 with oil.
  • the gas distribution channels 26, 27 and the oil distribution channel 28 are supplied via gas supply ⁇ supply channels 29, 30 or via an oil supply passage 31 with the appropriate fuel.
  • For the oil supply channel 31 is a separate oil supply pipe 32 before.
  • FIG. 2 shows a side view of a known gas turbine premix burner 2 and in particular of the swirl generator 1. Swirl vanes 5 are welded on the hub side 3 of the swirl generator 1 (fixed bearing 6) and on the outside of the swirl generator 1
  • FIG. 3 shows a top view of the gas turbine premix burner 2 of FIG. 2.
  • FIG. 4 shows an enlarged partial cross-sectional view through a known burner hub 3 of a gas turbine premix burner 2 with swirl blade 5 and one in FIG
  • Swirl blade 5 arranged fuel channel 11 with the The swirl blade 5 is mounted on the hub side of the ⁇ type with a sliding seat in the hub 3, that the fuel passage 11 of the swirl blade 5 is connected to an annular channel 26 in the hub 3, which via a separate pipe connection 29 (not shown in FIG. 4).
  • the arrangement is circular, so that the ring channel 26 as Vietnamese securedd vorzustel ⁇ len has.
  • the swirl vane 5 On the side of the outer boundary wall 4, the swirl vane 5 has a fit in the form of a vane nut 10 which is screwed onto the radially outer end of the swirl vane 5 (and secured against loosening by swirl points after alignment of the swirl vane 5) and with its surface cylindrical inner bearing surface 9 of a movable bearing 7 according to the prior art forms.
  • Figure 4 shows the axial movement 33 of the swirl blade 5 in the floating bearing 7 due to thermal expansion.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of a swirl blade 5 with two integrated, independently controllable fuel channels 11, 12.
  • the first fuel channel 11 with the outlet nozzles 23 can, for example, for injecting a first medium and the second fuel channel 12 via the outlet nozzles 24 can for injecting a second medium be used.
  • both media to be injected through the fuel conduits 11, 12 of the swirl vanes 5 will be gaseous, e.g. the one natural gas and the other coal gas.
  • an inert material such as water vapor can be injected via these outlet nozzles 23, 24 if necessary.
  • radial heat movements 34 can now result in addition to the axial heat movements.
  • a thus caused clamping in floating bearing 7 with cylindrical bearing surface 9 can now by the inventive solution of the problem, in which the movable bearing 7 has a spherical bearing surface 8, can be avoided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drallerzeuger (1) für einen Brenner (2), umfassend eine Nabe (3), eine die Nabe (3) umgebende äußere Begrenzungswand (4) und mehrere zwischen der Nabe (3) und der äußeren Begrenzungswand (4) angeordnete Drallschaufeln (5), die über je ein Fest- (6) und ein Loslager (7) mit der Nabe (3) bzw. der äußeren Begrenzungswand (4) verbunden sind, wobei das Loslager (7) eine ballige Lagerfläche (8) aufweist.

Description

Beschreibung
Drallerzeuger für einen Brenner Die Erfindung betrifft einen Drallerzeuger insbesondere für einen Brenner in einer Gasturbine. Die Erfindung betrifft ferner einen Brenner und eine Gasturbine.
Im Hinblick auf die weltweiten Bemühungen zur Senkung des Schadstoffausstoßes von Befeuerungsanlagen, insbesondere bei Gasturbinen, wurden in den letzten Jahren Brenner entwickelt, die besonders geringe Ausstöße an Stickoxiden (NOx) aufwei¬ sen. Dabei wird vielfach Wert darauf gelegt, dass solche Brenner jeweils nicht nur mit einem Brennstoff, sondern mög- liehst mit verschiedenen Brennstoffen, beispielsweise Öl und Erdgas wahlweise oder in Kombination betreibbar sind, um die Versorgungssicherheit und Flexibilität des Betriebs zu erhö¬ hen. Solche Brenner sind beispielsweise in der
EP 0 276 696 Bl beschrieben.
Der in EP 0 276 696 Bl beschriebene Brenner ist ein Hybrid¬ brenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, wie er ins¬ besondere für Gasturbinenanlagen angewendet wird. Der Brenner umfasst eine zentrale Brennstoffzufuhranordnung, in die auch ein Pilotbrennersystem integriert ist, welches mit Gas und/oder Öl als ein sogenannter Diffusionsbrenner oder als gesonderter Vormischbrenner betreibbar ist. Zusätzlich ist die Möglichkeit zur Einspeisung von Inertstoffen vorgesehen. Die zentrale Brennstoffzufuhranordnung ist von einem Haupt- brennersystem umgeben, welches ein Luftzufuhr-Ringkanalsystem mit einer darin befindlichen Drallbeschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln und stromauf von den Schaufeln angeordneten Düsenrohren für den Vormischbetrieb mit Gas auf¬ weist. Zusätzlich sind in der Brennstoffzufuhranordnung Ein- lassdüsen für Öl im Bereich der Drallbeschaufelung vorhanden, die eine Vormischung des Hauptluftstroms mit Öl ermöglichen. Statt wie in EP 0 276 696 Bl mittels stromauf von den Drall¬ schaufeln gelegener Düsenrohre kann das Brenngas auch durch in den Drallschaufeln selbst angeordnete Düsenöffnungen in den Luftkanal eingedüst werden, wie dies beispielsweise in EP 0 580 683 Bl beschrieben ist.
Um die Kontrolle der Emissionen und der Verbrennungsstabili¬ tät weiter zu erhöhen, kann zusätzlich zu einer Gaseindüsung durch die Schaufel wie in EP 0 580 683 Bl eine weitere Gas- eindüsung durch die Schaufel genutzt werden.
Im Betrieb erfahren diese Schaufeln unterschiedliche Tempera¬ turverteilungen, die zu Bewegungen und Verformungen dieser Schaufeln führen. Während auf der Nabenseite des Drallerzeu- gers die Schaufeln angeschweißt sind (Festlager) , ist auf der Außenseite des Drallerzeugers deswegen eine bewegliche Lage¬ rung nötig, die einerseits die Bewegungen und Verformungen nicht behindert, andererseits die Schaufel sicher führt (Los¬ lager mit zylindrischer Lagerfläche) .
Falls aufgrund einer geänderten Führung der Gasströmung in der Schaufel die Wärmebewegung nicht mehr nur in axialer Richtung erfolgt, sondern auch in radialer Richtung, besteht die Gefahr, dass sich die Lagerung verklemmt. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß oder sogar zur Zerstörung der Lagerung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drallerzeuger mit verbesserter Lagerung für Drallschaufeln anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Vorrich¬ tung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Indem das Loslager anstatt einer zylindrischen eine ballige Lagerfläche aufweist, wird folgendes erreicht:
Anders als bei bisherigen Loslagern der Schaufelbefestigung mit zylindrischer Lagerfläche, die nur Bewegungen in axialer Richtung zulassen, ermöglichen ballige Lagerflächen ein Ver- kippen im Lager an der Außenseite des Drallerzeugers, ohne dass dabei das Lagerspiel erhöht wird.
Dadurch wird auch bei asymmetrisch angeordneten Kanälen für das Brenngas in den Drallschaufeln und den sich zusätzlich zu den axialen Wärmebewegungen ergebenden radialen Wärmebewegungen ein Verklemmen in der Lagerstelle vermieden und somit der Verschleiß im Betrieb reduziert. Vorteilhafterweise ist das Loslager in der äußeren Begrenzungswand angeordnet. Sind die Schaufeln über Festlager mit der Nabe verbunden, kann zentral über Verteilerkanäle in der Nabe Brennstoff den Zufuhrkanälen in den Schaufeln zugeführt werden, um über Auslassdüsen in den Zufuhrkanälen Brennstoff in den Luftstrom einzudüsen.
Vorzugsweise weist ein innerer Teil des Loslagers die ballige Lagerfläche auf und ein äußerer Teil des Loslagers eine zy¬ lindrische Lagerfläche. Dadurch sind bei thermischer Dehnung der Schaufel und einer entsprechenden Verdrehung im Loslager immer eine gleichbleibend hohe Dichtigkeit und eine gleich¬ bleibende Verklemmungsfreiheit garantiert.
Zweckmäßiger Weise ist der Radius der balligen Lagerflache entsprechend dem Drehpunkt der Verkippung auszulegen, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn die ballige Lagerfläche kugel¬ förmig ist. Der Radius kann aber auch variieren, solange ein Verklemmen im Loslager ausgeschlossen wird, wobei zweckmäßiger Weise der Radius der balligen Lagerfläche gleich wie oder größer als ein halber Durchmesser des äußeren Teils des Loslagers ist.
Vorzugsweise ist der innere Teil durch die Oberfläche einer Schaufelmutter gebildet, die mit der Drallschaufel ver- schraubbar ist. Dies erlaubt eine separate Herstellung der Komponenten sowie eine einfache Montage bzw. Demontage. Vorteilhafter Weise umfasst die Drallschaufel einen ersten und einen zweiten Brennstoffkanal , wodurch sich gegenüber einem einzelnen Brennstoffkanal die Emissionen besser kontrollieren und die Verbrennungsstabilität weiter erhöhen lassen.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Drallschaufel mittels als zylindrische Hohlelemente ausgeformten Schiebesitzen, innerhalb derer sich die Brennstoffkanäle erstrecken, mit der Nabe verbunden ist, so dass die Brennstoffkanäle mit Gasverteiler¬ kanälen der Nabe in Strömungsverbindung stehen.
Bevorzugt ist ein solcher Drallerzeuger in einem Brenner vor gesehen. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Brenner weiter hin in einer Gasturbine vorgesehen.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
Figur 1 den erfindungsgemäßen Brenner in einer stark sche- matisierten Prinzipskizze,
Figur 2 eine Seitenansicht eines Gasturbinen-Vormischbren- ners und insbesondere des Drallerzeugers, Figur 3 eine Draufsicht eines Gasturbinen-Vormischbrenners und insbesondere des Drallerzeugers,
Figur 4 einen Schnitt durch einen Drallerzeuger eines Gasturbinen-Vormischbrenners mit Drallschaufel und ei¬ nem in der Drallschaufel angeordneten Brennstoffka¬ nal sowie Loslager nach dem Stand der Technik und Figur 5 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Drall- erzeuger mit Gleitlager mit einseitig balliger Lagerfläche .
Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft den erfindungsgemäßen Brenner 2 in einer stark schematisierten Prinzipskizze, anhand derer das dem Brenner 2 zugrunde liegende Konzept beschrieben wird. Der erfindungsgemäße Brenner 2, der ggf. in Verbindung mit mehreren gleichartigen Brennern beispielsweise in der Brennkammer einer Gasturbinenanlage eingesetzt werden kann, um- fasst ein inneres Pilotbrennersystem und ein das Pilotbren- nersystem konzentrisch umgebendes Hauptbrennersystem. Sowohl Pilotbrennersystem als auch Hauptbrennersystem können wahlweise mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen, wie bspw. Erdgas oder Heizöl, betrieben werden. Das Pilotbrennersystem umfasst einen inneren Ölzufuhrkanal
14, der von einem inneren ringförmigen Gaszufuhrkanal 15 konzentrisch umgeben ist. Dieser ist wiederum von einem inneren Luftzufuhrkanal oder Inertstoffzufuhrkanal 16 konzentrisch umgeben. In oder an diesem Luftzufuhrkanal 16 kann zudem ein geeignetes Zündsystem angeordnet sein (in der Figur nicht dargestellt) . Das Pilotbrennersystem weist eine einer Brennkammer 17 zugewendete Austrittsöffnung 18 auf, in deren Bereich eine Drallbeschaufelung 19 im Luftzufuhrkanal angeord¬ net ist. Mittels Düsenöffnungen 20 kann Gas aus dem inneren Gaszufuhrkanal 15 im Bereich der Drallbeschaufelung oder stromauf der Drallbeschaufelung in den Luftzufuhrkanal 16 eingedüst werden. Öl aus dem Ölzufuhrkanal kann mittels Öldü- sen 21 stromab der Drallbeschaufelung in die zugeführte Luft bzw. den zugeführten Inertstoff eingedüst werden.
Die Aufgabe des Pilotbrennersystems besteht darin, die Bren¬ ner in einem stabilen Brennbetrieb aufrecht zu erhalten, da dieser meistens mit einem zu Instabilitäten neigenden Magergemisch betrieben wird. Das Pilotbrennersystem kann in an sich bekannter Weise mit Öl und/oder Gas als Diffusionsbrenner betrieben werden, in dem der Brennstoff direkt in die Flamme eingedüst wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Pilotbrennersystem als Vormischbrenner zu betreiben, in dem der Brennstoff gründlich mit Luft vermischt wird, bevor das Gemisch der Flamme zugeführt wird.
Das das Pilotbrennersystem umgebende Hauptbrennersystem umfasst einen radialen äußeren Luftzufuhrkanal 22, auch Ring- luftkanal genannt, durch den sich mehrere Drallschaufeln 5 einer Drallbeschaufelung erstrecken. Diese Drallschaufeln 5 weisen erste Gasdüsen 23 und zweite Gasdüsen 24 auf, durch die Brenngas in die durch den radialen Luftzufuhrkanal 22 einströmende Luft eingedüst werden kann. In die durch den
Luftzufuhrkanal 22 strömende Luft kann mittels Öldüsen 25 zu¬ dem Öl eingedüst werden. Zwar ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von Öl und Öldüsen die Rede, jedoch soll dies lediglich stellvertretend für geeignete flüssige Brennstoffe und entsprechende Düsen stehen.
Die in den Drallschaufeln 5 befindlichen ersten Gasdüsen 23 und zweiten Gasdüsen 24 sowie die Öldüsen 25 werden über eine radial innen liegende Brennstoffzufuhranordnung, die soge- nannte Nabe 3, mit Brennstoff versorgt. In dieser sind erste und zweite ringförmige Gasverteilerkanäle 26 und 27 angeord¬ net, die die Gasdüsen 23 bzw. 24 mit Gas versorgen. Weiterhin ist in der Nabe 3 ein ringförmiger Ölverteilerkanal 28 ange¬ ordnet, der die Öldüsen 25 mit Öl versorgt. Die Gasverteiler- kanäle 26, 27 sowie der Ölverteilerkanal 28 werden über Gas¬ zufuhrkanäle 29, 30 bzw. über einen Ölzufuhrkanal 31 mit dem entsprechenden Brennstoff versorgt. Für den Ölzufuhrkanal 31 liegt ein eigenes Ölzufuhrrohr 32 vor. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines bekannten Gasturbinen- Vormischbrenners 2 und insbesondere des Drallerzeugers 1. Drallschaufeln 5 sind auf der Nabenseite 3 des Drallerzeugers 1 angeschweißt (Festlager 6) und auf der Außenseite des
Drallerzeugers 1 an der äußeren Begrenzungswand 4 in bewegli- chen Lagern (Loslager 7) sicher geführt.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Gasturbinen- Vormischbrenner 2 von Figur 2. Figur 4 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht durch eine bekannte Brennernabe 3 eines Gasturbinen- Vormischbrenners 2 mit Drallschaufel 5 und einem in der
Drallschaufel 5 angeordneten Brennstoffkanal 11 mit den Aus- lassdüsen 23. Die Drallschaufel 5 ist auf der Nabenseite der¬ art mit einem Schiebesitz in der Nabe 3 angebracht, dass der Brennstoffkanal 11 der Drallschaufel 5 mit einem Ringkanal 26 in der Nabe 3 verbunden ist, der über einen separaten Rohran- schluss 29 (nicht in Figur 4 gezeigt) versorgt wird. Wie aus den Figuren 2 und 3 bekannt, ist die Anordnung kreisrund, so dass man sich den Ringkanal 26 als kreisumlaufend vorzustel¬ len hat. Auf der Seite der äußeren Begrenzungswand 4 weist die Drallschaufel 5 eine Passung in Form einer Schaufelmutter 10 auf, die auf das radial äußere Ende der Drallschaufel 5 geschraubt ist (und nach Ausrichtung der Drallschaufel 5 mit Schweißpunkten gegen Lösen gesichert ist) und mit ihrer Oberfläche eine zylindrische innere Lagerfläche 9 eines Loslagers 7 nach dem Stand der Technik bildet. Figur 4 zeigt die axiale Bewegung 33 der Drallschaufel 5 im Loslager 7 aufgrund von Wärmedehnung .
Figur 5 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Drallschaufel 5 mit zwei integrierten, unabhängig voneinander ansteuerbaren Brennstoffkanälen 11, 12. Der erste Brennstoffkanal 11 mit den Auslassdüsen 23 kann beispielsweise zum Eindüsen eines ersten Mediums und der zweite Brennstoffkanal 12 über die Auslassdüsen 24 kann zum Eindüsen eines zweiten Mediums verwendet werden. Vorzugsweise werden beide durch die Brenn- Stoffkanäle 11, 12 der Drallschaufeln 5 einzudüsenden Medien gasförmig sein, z.B. das Eine Erdgas und das Andere Kohlegas. Ebenso kann über diese Auslassdüsen 23, 24 bei Bedarf ein Inertstoff wie etwa Wasserdampf eingedüst werden. Bei diesen im Vergleich zur Drallschaufel 5 der Figur 4 asymmetrisch an- geordneten Brennstoffkanälen 11, 12 können sich nun zusätzlich zu den axialen Wärmebewegungen auch radiale Wärmebewegungen 34 ergeben. Eine dadurch verursachte Klemmung im Loslager 7 mit zylindrischer Lagerfläche 9 kann nun durch die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe, bei der das Loslager 7 eine ballige Lagerfläche 8 aufweist, vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Drallerzeuger (1) für einen Brenner (2), umfassend eine Nabe (3) , eine die Nabe (3) umgebende äußere Begrenzungs- wand (4) und mehrere zwischen der Nabe (3) und der äuße¬ ren Begrenzungswand (4) angeordnete Drallschaufeln (5), die über je ein Fest- (6) und ein Loslager (7) mit der Nabe (3) bzw. der äußeren Begrenzungswand (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager (7) eine ballige Lagerfläche (8) aufweist.
2. Drallerzeuger (1) nach Anspruch 1, wobei das Loslager (7) in der äußeren Begrenzungswand (4) angeordnet ist.
3. Drallerzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein innerer Teil des Loslagers (7) die ballige Lager¬ fläche (8) und ein äußerer Teil des Loslagers (7) eine zylindrische Lagerfläche aufweisen.
4. Drallerzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ballige Lagerfläche (8) kugelförmig ist.
5. Drallerzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Radius der balligen Lagerfläche (8) gleich wie oder größer als ein halber Durchmesser des äußeren Teils des
Loslagers (7) ist.
6. Drallerzeuger (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der innere Teil durch die Oberfläche einer Schaufelmutter (10) gebildet wird, die mit der Drallschaufel (5)
verschraubbar ist.
7. Drallerzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drallschaufel (5) einen ersten (11) und einen zweiten Brennstoffkanal (12) umfasst.
8. Drallerzeuger (1) nach Anspruch 7, wobei die Drallschaufel (5) mittels als zylindrische Hohlelemente ausgeform- ten Schiebesitzen, innerhalb derer sich die Brennstoffka- näle (11, 12) erstrecken, mit der Nabe (3) verbunden ist, so dass die Brennstoffkanäle (11, 12) mit Gasverteilerka¬ nälen (26, 27) der Nabe (3) in Strömungsverbindung stehen .
9. Brenner (2) mit einem Drallerzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Gasturbine mit wenigstens einem Brenner (2) nach Anspruch
EP11711807.5A 2010-04-15 2011-03-21 Drallerzeuger für einen brenner Not-in-force EP2558781B1 (de)

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